ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2021, №02

Исследования по созданию высокотемпературных жаропрочных сплавов на основе тугоплавких матриц и естественных композитов


Ю. А. Бондаренко, М. Ю. Колодяжный, В. А. Сурова


Рассмотрены научно-технические и технологические аспекты в области создания новых высокотемпературных материалов для деталей горячего тракта газотурбинных двигателей (ГТД) с рабочими температурами, превосходящими существующие в ГТД. Исследованы более тугоплавкие металлические материалы для создания новых высокожаропрочных сплавов, используемых при изготовлении рабочих и сопловых лопаток и других деталей перспективных ГТД на основе систем Co – Cr, Pt – Al, Nb – Si, Mo – Si – B. В сплавах системы Co-Cr жаропрочность в основном обеспечивается за счет упрочнения Со-матрицы, в том числе дисперсными выделениями карбидной фазы (ТаС), боридной фазы Cr2В. В сплавах системы Pt-Al – за счет легирования Cr, Al, Ti, Re… и выделений когерентно внедренной фазы Pt3Al. В эвтектических сплавах системы Nb – Si — за счет комплексного упрочнения твердого раствора Nb и силицида Nb5Si3, а также естественно-композиционной структуры. В сплавах Mo – Si – B высокая прочность достигается за счет легирования a-Мо твердого раствора и образования интерметаллидных фаз Mo3Si, Mo5SiB2, карбидов Мо2С, TiC. Были выбраны композиции, проведен анализ методов выплавки, включая направленную кристаллизацию, обеспечивающую получение естественно-композиционной структуры, оценены механические свойства при комнатной и высокой температуре, стойкость к окислению, исследованы особенности структуры, дана информация о технологическом оборудовании и о возможности получения деталей различными способами. Показано, что в зависимости от состава выбранной матрицы рабочая температура жаропрочных сплавов может возрасти до 1300 – 1500 °С, что существенно превосходит существующие рабочие температуры для никелевых жаропрочных сплавов. Сделан вывод о перспективности исследуемых материалов для использования в авиационном двигателестроении и аэрокосмической промышленности.


Ключевые слова: жаропрочные сплавы, тугоплавкие матрицы, упрочняющие фазы, эвтектический композит, микроструктура, кратковременная и длительная прочность, газотурбинные двигатели.


DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-5-16

Бондаренко Юрий Александрович — ФГУП “Всероссийский институт авиационных материалов” (ФГУП “ВИАМ”) (Москва, 105005, ул. Радио, 17), доктор технических наук, главный научный сотрудник, специалист в области материаловедения в машиностроении. E-mail: viam.lab1@mail.ru.

Колодяжный Михаил Юрьевич — ФГУП “Всероссийский институт авиационных материалов” (ФГУП “ВИАМ”) (Москва, 105005, ул. Радио, 17), инженер 1 категории, специалист в области материаловедения в машиностроении. E-mail: viam.lab1@mail.ru.

Сурова Валентина Алексеевна — ФГУП “Всероссийский институт авиационных материалов” (ФГУП “ВИАМ”) (Москва, 105005, ул. Радио, 17), ведущий инженер, специалист в области материаловедения в машиностроении. E-mail: viam.lab1@mail.ru.

Ссылка на статью:

Бондаренко Ю.А., Колодяжный М.Ю., Сурова В.А. Исследования по созданию высокотемпературных жаропрочных сплавов на основе тугоплавких матриц и естественных композитов. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 5 – 16. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-5-16

 

Биодеградация ультраволокнистых материалов на основе смесей полигидроксибутирата и полилактида


А. А. Ольхов, Р. Ю. Косенко, В. С. Маркин, О. В. Староверова,
Е. Л. Кучеренко, А. С. Курносов, А. Л. Иорданский


Проведены сравнительные исследования озонового и кислородного воздействия, гидролитической деструкции, биодеградации нетканых волокнистых и пленочных материалов на основе смесей природных полимеров — полигидроксибутирата и полилактида. Волокна получали из раствора в хлороформе методом электроформования. Пленки формовали методом полива раствора на стеклянную подложку. Структура материалов исследована методами электронной, оптической микроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрией и электронного парамагнитного резонанса. Показано, что материалы, обогащенные полилактидом, имеют большую устойчивость к окислению, низкую стойкость к гидролизу и УФ облучению, по сравнению с полигидроксибутиратом.


Ключевые слова: полигидроксибутират, полилактид, смеси, пленки, ультратонкие волокна, электроформование, окисление, озонирование, УФ облучение, биодеградация


DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-17-31

Ольхов Анатолий Александрович — Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова (117997, Москва, Стремянный пер., 36), ведущий научный сотрудник; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН (119334, Москва, ул. Косыгина, 4), старший научный сотрудник; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (119991, Москва, ул. Косыгина, 4), кандидат химических наук, заведующий лабораторией, специалист в области физикохимии и технологии полимеров. E-mail: aolkhov72@yandex.ru.

Косенко Регина Юделевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (119991, Москва, ул. Косыгина, 4), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физикохимии полимеров. E-mail: vadim-parfenov5@rambler.ru.

Маркин Валерий Сергеевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (119991, Москва, ул. Косыгина, 4), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области физикохимии полимеров. E-mail: super.vmarkin@yandex.ru.

Староверова Ольга Валериевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (119991, Москва, ул. Косыгина, 4) научный сотрудник, специалист в области разработки и изучения ультратонких волокон на основе биоразлагаемых полимеров и их композитов, полученных методом электроформования. E-mail: thalipha@mail.ru.

Кучеренко Екатерина Леонидовна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (119991, Москва, ул. Косыгина, 4), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области разработки и изучения новых пленочных и нанофибриллярных биоразлагаемых композитов на основе полисахарида хитозана и комбинации полиэфиров ПЛА и ПГБ, представляющих собой полностью биоразлагаемые системы. E-mail: Kucherenko.chph@gmail.com.

Курносов Александр Сергеевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН (119334, Москва, ул. Косыгина, 4), аспирант, специализируется в области физикохимии полимеров. E-mail: sannygraffitiking@yandex.ru.

Иорданский Алексей Леонидович — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (119991, Москва, ул. Косыгина 4), профессор, доктор химических наук, главный научный сотрудник, специалист в области физикохимии полимеров. E-mail: aljordan08@gmail.com.

Ссылка на статью:

Ольхов А.А., Косенко Р.Ю., Маркин В.С., Староверова О.В., Кучеренко Е.Л., Курносов А.С., Иорданский А.Л. Биодеградация ультраволокнистых материалов на основе смесей полигидроксибутирата и полилактида. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 17 – 31. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-17-31

 

Композитные мембраны с поверхностным слоем из ацетата целлюлозы для водоочистки
и водоподготовки


Д. Д. Фазуллин, Л. И. Фазуллина, Г. В. Маврин,
И. Г. Шайхиев, В. О. Дряхлов


Методом многоступенчатого погружения бумажной основы в раствор ацетата целлюлозы в ацетоне получены микропористые композитные мембраны, содержащие от одного до трех ультратонких слоев. Исследованы физико-химические свойства мембран и определены параметры мембранного разделения ионов тяжелых металлов из водопроводной воды. Выявлено увеличение размера частиц и уменьшение абсолютного значения ζ-потенциала с повышением концентрации ацетата целлюлозы в ацетоне. Установлено увеличение пористости мембран с 47 до 51 % в зависимости от количества ультратонких слоев ацетата целлюлозы на поверхности подложки. Отмечено снижение влагопоглощения композитных мембран и увеличение краевого угла смачивания дистиллированной водой с 30,0° до 68,8° в зависимости от количества ультратонких слоев. Исследования поверхности мембраны методом сканирующей электронной микроскопии показали, что ультратонкий слой состоит из множества пор с размерами менее 1 мкм. Полосы поглощения в ИК-спектрах ацетата целлюлозы и поверхности композитной микропористой мембраны из ацетата целлюлозы (МАЦ) идентичны. Задерживающая способность композитных мембран МАЦ, установленная по ионам железа из раствора хлорида железа (III), составила от 47,5 до 97,4 % в зависимости от количества слоев ацетата целлюлозы па поверхности подложки при удельной производительности от 27,9 до 7399 дм3/(м2∙ч) и давлении 0,35 МПа. Установлена высокая селективность микропористой мембраны из трех слоев ацетата целлюлозы (МАЦ3) по отношению к ионам тяжелых металлов содержащихся в водопроводной воде:
Cr3+(96 %) > Cu2+(92 %) > Fe3+ (90 %) > Mn2+(45 %).


Ключевые слова: композитная мембрана, ацетат целлюлозы, краевой угол смачивания, пористость, ИК-спектры, СЭМ, ионы тяжелых металлов, задерживающая способность, селективность.


DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-32-40

Фазуллин Динар Дильшатович — Казанский федеральный университет (423810, Набережные Челны, проспект Мира, 68/19), кандидат технических наук, доцент кафедры химии и экологии, специалист в области мембранных технологий. E-mail: denr3@yandex.ru.

Фазуллина Лейсан Ильдаровна — Казанский федеральный университет (423810, Набережные Челны, проспект Мира, 68/19), сотрудник инжини­рингового центра Набережночелнинского института КФУ, специалист в области инструментальных методов исследования водных объектов. E-mail: fazullinaleisan@yandex.ru.

Маврин Геннадий Витальевич — Казанский федеральный университет (423810, Набережные Челны, проспект Мира, 68/19), кандидат химических наук, заведующий кафедры химии и экологии, специалист в области экологического мониторинга и процессов сорбции. E-mail: mavrin-g@rambler.ru.

Шайхиев Ильдар Гильманович — Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, Казань, Карл Маркса, 68), доктор технических наук, заведующий кафедры инженерной экологии, специалист в области методов очистки воды. E-mail: ildars@inbox.ru.

Дряхлов Владислав Олегович — Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, Казань, Карл Маркса, 68), кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной экологии, специалист в области физико-химических методов модификации мембран. E-mail:  vladisloved@mail.ru.

Ссылка на статью:

Фазуллин Д.Д., Фазуллина Л.И., Маврин Г.В., Шайхиев И.Г., Дряхлов В.О. Композитные мембраны с поверхностным слоем из ацетата целлюлозы для водоочистки и водоподготовки. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 32 – 40. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-32-40

 

Протонпроводящая керамика на основе
гафната и церата бария, легированных оксидами циркония, иттрия и иттербия для электролитов топливных элементов


М. В. Калинина, Т. Л. Симоненко, М. Ю. Арсентьев,
Н. Ю. Федоренко, П. А. Тихонов, О. А. Шилова


Совместной кристаллизацией азотнокислых солей и цитрат-нитратным методом синтезированы нанопорошки составов BaHf1 – xYbx O3 – δ (x = 0,04; 0,08; 0,10) и BaCe0.9 – xZrxY0,1O3 – δ(x = 0; 0,5; 0,6; 0,7 и 0,8), на основе которых получены керамические материалы с кристаллической кубической структурой типа перовскита, с размером зерна кристаллитов ~ 20 – 70 нм. При исследовании электрофизических свойств выявлено, что полученные материалы обладают протонным типом проводимости в интервале температур 500 – 700 °С; электропроводность которых находится в диапазоне σ = 10–2 – 10–5 См/см. Тип и механизм электропроводности керамики состава BaHf1 – xYbxO3 – δ (x = 0,04; 0,08; 0,10) изучены как экспериментально, так и с помощью теоретических расчетов — компьютерным моделированием методом функционала электронной плотности; полученные теоретические и экспериментальные результаты хорошо согласуются. Показана перспективность использования полученных керамических материалов в качестве протонпроводящих электролитов твердооксидных топливных элементов.


Ключевые слова: совместная кристаллизация солей, оксиды, высокодисперсные порошки, электропроводность, топливные элементы, нанокерамика, протонные проводники, электролитные материалы.


DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-41-51

Калинина Марина Владимировна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, специалист в области химии твердого тела, синтеза и физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов. E-mail: tikhonov_p-a@mail.ru.

Симоненко Татьяна Леонидовна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034,
Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2); Федеральное государственное
бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии
им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (119991, Москва, Ленинский проспект, 31), кандидат химических наук, научный сотрудник, специалист в области синтеза и физико-химического анализа функциональных наноматериалов. E-mail: egorova.offver@gmail.com.

Арсентьев Максим Юрьевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), кандидат химических наук, старший научный сотрудник, cпециалист в области рентгеноструктурного анализа и компьютерного моделирования свойств материалов методами функционала электронной плотности и суммы валентных усилий связи. E-mail: tikhonov_p-a@mail.ru.

Федоренко Надежда Юрьевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034,
Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), младший научный сотрудник, cпециалист в области синтеза и анализа физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов. E-mail: kovalko.n.yu@gmail.com.

Тихонов Петр Алексеевич — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034,
Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), доктор химических наук, советник лаборатории, cпециалист в области химии твердого тела, синтеза и физико-химических свойств функциональных керамических наноматериалов, электродов, пленок и покрытий. E-mail: tikhonov_p-a@mail.ru.

Шилова Ольга Алексеевна — Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2), доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник, и.о. зав. лаб. неорганического синтеза, cпециалист в области физической химии и технологии нанокомпозиционных стеклокерамических материалов. E-mail: olgashilova@bk.ru.

Ссылка на статью:

Калинина М.В., Симоненко Т.Л., Арсентьев М.Ю., Федоренко Н.Ю., Тихонов П.А., Шилова О.А. Протонпроводящая керамика на основе гафната и церата бария, легированных оксидами циркония, иттрия и иттербия для электролитов топливных элементов. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 41 – 51. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-41-51

 

Теплофизические свойства полимерных композитов на основе вторичного полипропилена, наполненного мелом


А. А. Псянчин, А. Б. Глазырин, Е. М. Захарова,  А. Г. Хуснуллин,
А. Р. Садритдинов, В. П. Захаров


Одним из наиболее распространенных способов создания полимерных композитов на основе полипропилена является его наполнение мелом, что позволяет улучшать внешний вид получаемых пластмассовых изделий и их эксплуатационные свойства. Термопластичность получаемых полимерных композитов определяет возможность вовлечения вышедших из эксплуатации полимерных материалов в повторную переработку, что требует изучение закономерностей влияния нагрева на теплофизические свойства полимерной фазы. Изучены закономерности изменения теплофизических показателей полимерных композитов на основе вторичного полипропилена в процессе его наполнения меловой добавкой. Показано, что переработка первичного полипропилена методом литья под давлением приводит к снижению термостабильности получаемого вторичного полимерного материала без изменения температур плавления и кристаллизации полимерной фазы, но сопровождается уменьшением энтальпии плавления (на 9 – 11 %) и степени кристалличности полимера (на 5,6 – 6,5 %). Наполнение вторичного полипропилена мелом дополнительно снижает температуру начала разложения композита, при этом происходит смещение температуры, соответствующей максимальной скорости термоокислительной деструкции на 18 – 25 °С в область более низких температур. Введение в полипропилен 2 масс.ч. меловой добавки снижает на 3,6 °С температуру плавления и увеличивает на 1,3 °С температуру кристаллизации полимерной фазы. Наполнение вторичного полипропилена меловой добавкой в количестве 5 – 10 масс.ч. снижает степень кристалличности полимера, что может привести к изменению физико-механических свойств пластмассовых изделий.


Ключевые слова: вторичный полипропилен, мел, термостабильность, кристалличность, термогравиметрический анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия.


DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-52-58

Псянчин Артур Альбертович — Башкирский Государственный университет (450076, Уфа, ул. Заки Валиди 32/3), аспирант, специализируется в области высокомолекулярных соединений. E-mail: Artps96@yandex.ru.

Глазырин Андрей Борисович — Башкирский государственный университет (450076, Уфа, ул. Заки Валиди 32/3), кандидат технических наук, доцент, специалист в области полимерного материаловедения. E-mail: glaab@inbox.ru.

Захарова Елена Михайловна — Башкирский Государственный университет (450076, Уфа, ул. Заки Валиди 32/3), кандидат химических наук, доцент, специалист в области высокомолекулярных соединений. E-mail: lena991999@mail.ru.

Хуснуллин Айгиз Гильмутдинович — Башкирский Государственный университет (450076, Уфа, ул. Заки Валиди 32/3), аспирант, специализируется в области высокомолекулярных соединений. E-mail: aygiz.husnullin@yandex.ru.

Садритдинов Айнур Радикович — Башкирский Государственный университет (450076, Уфа, ул. Заки Валиди 32/3), аспирант, специализируется в области высокомолекулярных соединений. E-mail: aynur.sadritdinov@mail.ru.

Захаров Вадим Петрович — Башкирский Государственный университет (450076, Уфа, ул. Заки Валиди 32/3), доктор химических наук, профессор, специалист в области высокомолекулярных соединений. E-mail: ZaharovVP@bashedu.ru.

Ссылка на статью:

Псянчин А.А., Глазырин А.Б., Захарова Е.М., Хуснуллин А.Г., Садритдинов А.Р., Захаров В.П. Теплофизические свойства полимерных композитов на основе вторичного полипропилена, наполненного мелом. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 52 – 58. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-52-58

 

Электрические свойства пленки алюмооксидной керамики на металле


И. Ю. Бакеев, Ю. А. Бурачевский, Э. С. Двилис,
Д. Б. Золотухин, Ю. Г. Юшков


Керамическая пленка оксида алюминия получена оригинальным методом электронно-лучевого испарения непроводящей мишени, состоящей из спрессованного порошка окиси алюминия, с помощью плазменного источника электронов, надежно функционирующего в форвакуумной области давлений (5 – 100 Па). Такие повышенные давления рабочего газа обеспечивали генерацию вблизи мишени плотной пучковой плазмы, нейтрализующей зарядку непроводящей мишени и тем самым способствующей ее эффективному плавлению и испарению электронным пучком. Исследованы электрические свойства (температурные зависимости проводимости, относительной диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь для различных частот) керамической пленки оксида алюминия, осажденной на металлической подложке. Относительная диэлектрическая проницаемость полученной пленки на низких частотах (50 Гц) достигала 125, на частотах 10 – 100 кГц — 4 – 6. Тангенс угла диэлектрических потерь пленки находился в диапазоне от 0,015 при 100 кГц до 3 при 50 Гц.


Ключевые слова: диэлектрические пленки, алюмооксидная керамика, плазма, форвакуумная область давлений, электронный пучок.


DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-59-65

Бакеев Илья Юрьевич — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (634050, Томск, проспект Ленина, 40), кандидат технических наук, младший научный сотрудник, специалист по плазменной электронике. E-mail: bakeeviyu@mail.ru.

Бурачевский Юрий Александрович — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (634050, Томск, проспект Ленина, 40), кандидат физико-математических наук, доцент, специалист по плазменной электронике. E-mail: Yury_BYA@mail.ru.

Двилис Эдгар Сергеевич — Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634050, Томск, проспект Ленина, 30), доктор физико-математических наук, профессор Отделения материаловедения ИШНПТ ТПУ, специалист в области материаловедения порошковых и керамических материалов. E-mail: dvilis@tpu.ru.

Золотухин Денис Борисович — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (634050, Томск, проспект Ленина, 40), кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, специалист по плазменной электронике. E-mail: ZolotukhinDen@gmail.com.

Юшков Юрий Георгиевич — Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (634050, Томск, проспект Ленина, 40), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, специалист по плазменной электронике. E-mail: yushkovyu@mail.ru.

Ссылка на статью:

Бакеев И.Ю., Бурачевский Ю.А., Двилис Э.С., Золотухин Д.Б., Юшков Ю.Г. Электрические свойства пленки алюмооксидной керамики на металле. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 59 – 65. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-59-65

 

Синтез и исследование катодных материалов
на основе углеродных нанотрубок
для литий-ионных аккумуляторов


Александр В. Щегольков, Ф. Ф. Комаров, М. С. Липкин, О. В. Мильчанин, И. Д. Парафимович, Алексей В. Щегольков, А. В. Семенкова,
А. В. Величко, К. Д. Чеботов, В. А. Нохаева


Исследованы условия и возможности интеркаляции гексафторфосфат-анионов в электроды на основе углеродных нанотрубок (УНТ). Для этого были изготовлены катоды на основе УНТ, синтезированные на различных катализаторах (Co – Mo)/(Al2O3 – MgO) и (Fe – Co)/2,1Al2O3. В результате были получены электродные материалы при различных концентрациях УНТ/графит: УНТ-4Ф, УНТ-6 и УНТ-6Ф. Полученные электроды были исследованы методом циклической вольтамперометрии (ЦВА) в электролите растворенной соли LiPF6на основе растворителей EC:DEC этиленкарбонат: диэтилкарбонат (в соотношении 1:1:1) с примесью 3 масс. % виниленкарбоната (VC) при скорости развертки 4 мВ/с. На основе полученных ЦВА-зависимостей была определена удельная зарядная/разрядная емкость электродов УНТ-4Ф, УНТ-6 и УНТ-6Ф. Наибольшую удельную зарядную/разрядную емкость в расчете на массу УНТ имели электроды УНТ-4Ф/графит — 292 и 164,22 мА·ч·г–1, а минимальную электроды УНТ-4 без содержания графита — 41,67 и 1,5 мА·ч·г–1соответственно. Получены зависимости среднего коэффициента использования электродов от времени заряда при постоянном токе от номера цикла при заряде равном 300 с. Для хроноамперограмм отдельных ступеней УНТ-6Ф электрода был проведен расчет значений коэффициентов диффузии лития.


Ключевые слова: углеродные нанотрубки, циклическая вольтамперометрия (ЦВА), интеркаляция анионов.


DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-66-76

Щегольков Александр Викторович —Тамбовский государственный технический университет (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), кандидат технических наук, доцент, Специалист в области функциональных наномо­дифицированных материалов для энергетики. E-mail: energynano@yandex.ru.

Комаров Фадей Фадеевич — Научно-исследовательское учреждение Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко (220045, Республика Беларусь, Минск, ул. Курчатова,  7), доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент НАНБ, заведующий лабораторией, специалист в областях физики взаимодействия заряженных частиц и электромагнитных излучения с твердыми телами, радиационной физики твердого тела, ионной имплантации и нанотехнологий, космического материаловедения E-mail:
komarovF@bsu.by.

Липкин Михаил Семенович — Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (346400, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132), доктор технических наук, профессор, заведующей кафедры, специалист в области теории электродных процессов ЛИА. E-mail: lipkin@yandex.ru.

Мильчанин Олег Владимирович — Научно-исследовательское учреждение Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко (220045, Республика Беларусь, Минск, ул. Курчатова, 7), старший научный сотрудник, специалист в областях физики твердого тела, просвечивающей электронной микроскопии, исследования элементного состава твердотельных материалов методом Резерфордовского обратного рассеяния E-mail: milchanin@bsu.by.

Парфимович Иван Дмитриевич — Научно-исследовательское учреждение Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко (220045, Республика Беларусь, Минск, ул. Курчатова, 7), младший научный сотрудник, специалист в области физики взаимодействия электромагнитного излучения с твердыми телами E-mail: parfimovich@bsu.by.

Щегольков Алексей Викторович — Тамбовский государственный технический университет (392000, Тамбов, ул. Советская, 106), аспирант, специализируется в разработке электрохромных покрытий, углеродных наноматериалов. E-mail: alexxx5000@mail.ru.

Семенкова Анастасия Вадимовна —Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (346400, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132), студентка 2-го курса магистратуры, cпециализируется в области синтеза электродных материалов ЛИА. E-mail: semenkovaanastasiya@mail.ru.

Величко Анастасия Витальевна — Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (346400, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132), студентка 2-го курса магистратуры, cпециализируется в области методов исследования электродных процессов. E-mail: nastijka1996@gmail.com.

Чеботов Кирилл Дмитриевич — Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (г. Новочеркасск, 346400, ул. Просвещения, 132), студентка 1-го курса магистратуры, специалист в области технологии ЛИА. E-mail:chebotov-1997@mail.ru.

Нохаева Вероника Андреевна — Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (346400, Новочеркасск, ул. Просвещения, 132), студентка 1-го курса магистратуры, специализируется в области технологии ЛИА. E-mail: veronikanohaevaa@gmail.com.

Ссылка на статью:

Щегольков Александр В., Комаров Ф.Ф., Липкин М.С., Мильчанин О.В., Парафимович И.Д., Щегольков Алексей В., Семенкова А.В., Величко А.В., Чеботов К.Д., Нохаева В.А. Синтез и исследование катодных материалов на основе углеродных нанотрубок для литий-ионных аккумуляторов. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 66 – 76. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-66-76

 

Влияние режима литья под давлением на свойства аппретированных и функционализированных нанокомпозитов
на основе полиэтилена низкой плотности


Р. В. Курбанова, Н. Т. Кахраманов, В. С. Осипчик, А. Д. Гулиев


Исследовано влияния режима литья под давлением на физико-механические и технологические свойства нанокомпозитов на основе функционализированного малеиновым ангидридом полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) и аппретированного γ-аминопропилтриэтоксисиланом талька. В качестве объекта исследования использовали нанокомпозиты с 5,0 и 30 масс. % содержанием аппретированного талька. Исследовано разрушающее напряжение, относительное удлинение, прочность на изгиб и объемная усадка. Образцы для испытаний изготавливали на одношнековом экструдере. Установлено, что введение аппретированного талька в состав химически модифицированного ПЭНП способствует некоторому возрастанию разрушающего напряжения и модуля упругости на изгиб нанокомпозита. Экспериментальные исследования проводили в широком диапазоне температур материального цилиндра и давления литья. Найдено, что сравнительно высокие физико-механические свойства достигаются у образцов, полученных при более высокой температуре по зонам материального цилиндра. Давление литья варьировали в пределах 50 – 150 МПа. Установлено, что сравнительно высокие физико-механические и технологические свойства для нанокомпозитов с 5,0 и 30 масс. % содержанием талька достигаются при температуре материального цилиндра по зонам 110 – 130 – 160 – 180 °С и давлении литья 150 МПа. Значительное снижение объемной усадки получено у образцов с 30 масс. % содержании талька. Рассмотрено влияние температуры прессформы и времени выдержки под давлением на изменение свойств нанокомпозитов. Показано, что наиболее оптимальным режимом в охлаждающей прессформе для образцов с 5,0 масс. % содержанием талька является 50 °С и время выдержки под давлением 20 с, а для нанокомпозита с 30 масс. % содержанием талька — 50 °С и время выдержки 10 с. Изучено влияние расположения литникового устройства по отношению к поверхности образца на изменение свойств композитных материалов. Приведено научное обоснование обнаруженным закономерностям в изменении свойств нанокомпозитов.


Ключевые слова: разрушающее напряжение, относительное удлинение, литье под давлением, тальк, аппретирование, композит.


DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-77-86

Курбанова Рена Вагиф гызы — Азербайджанский Государственный Университет нефти и промышленности (AZ1010, Азербайджан, Баку, проспект Азадлыг, 20), кандидат химических наук, доцент, диссертант, специалист в области получения аппретированных минеральных наполнителей, разработке и исследовании структуры и свойств композитных материалов на основе полиолефинов и минеральных наполнителей. E-mail: rena06.72@yandex.ru.

Кахраманов Наджаф Тофик оглы — Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (AZ5004, Азербайджан, Сумгайыт,
ул. С. Вургуна, 124), доктор химических наук, профессор, специалист в области химической и механо-химической модификации полимеров, переработки полимеров, получению и исследованию нанокомпозитных материалов на основе плимеров и минеральных наполнителей. E-mail: najaf1946@rambler.ru.

Осипчик Владимир Семенович — Российский химико-технологический Университет им. Д.И. Менделеева (125047, Москва, Миусская площадь, 9), доктор технических наук, профессор, крупный специалист в области модификации и переработки полимеров, исследованию структуры и свойств композитных материалов. E-mail: vosip@muctr.ru.

Гулиев Агиль Джамиль оглы — Институт полимерных материалов Национальной АН Азербайджана (AZ5004, Азербайджан, Сумгайыт,
ул. С. Вургуна, 124), специалист в области переработки и механо-химической модификации полимеров. E-mail: 4115533@gmail.ru.

Ссылка на статью:

Курбанова Р.В., Кахраманов Н.Т., Осипчик В.С., Гулиев А.Д. Влияние режима литья под давлением на свойства аппретированных и функционализированных нанокомпозитов на основе полиэтилена низкой плотности. Перспективные материалы, 2021, № 2, с. 77 – 86. DOI: 10.30791/1028-978X-2021-2-77-86

 
 

Контакты

© 2020  ООО Интерконтакт Наука

Сайт создан на Wix.com

Телефон: +7 (499) 135-45-40, 135-44-36

Email: pm@imet.ac.ru

Адрес

Москва 119334, Лениский пр. 49, ИМЕТ РАН